3 курс 1 семестр (задания) / Иванов А.В (3 предмета) / Электрический привод

Задача №1

Для привода главного механизма токарного станка, работающего в повторно–кратковременном режиме, применяется двигатель постоянного тока с независимым возбуждением. Технологический процесс, осуществляемый электроприводом, протекает при работе двигателя на естественной механической характеристике в соответствии с нагрузочной диаграммой, приведённой на Рис.1. Двигатель разгоняется при номинальном потоке с помощью пускового реостата в три ступени и моменте нагрузки, соответствующем первому интервалу М_с1 диаграммы нагрузки, а тормозится от начальной скорости на естественной характеристике, соответствующей реактивному статическому моменту М_с4 , с помощью динамического торможения в одну ступень. Скорость выбранного двигателя должна быть не менее величины ω_д, указанной в таблице №1, где также указаны величины момента инерции J_М и скорости ω_М механизма. Величины моментов сопротивления М_сi и времени t_i нагрузочной диаграммы механизма приведены в таблице №2.

Требуется:

1. Определить необходимое передаточное число редуктора и привести момент инерции и моменты сопротивления механизма к валу двигателя без учёта к.п.д. передачи;

2. Методом эквивалентного момента рассчитать и выбрать по каталогу двигатель по мощности и угловой частоте без учёта потерь при пуске и торможении;

3. По паспортным данным построить естественную механическую характеристику двигателя;

4. Рассчитать и построить пусковую и тормозную диаграммы работы при- вода без учёта электромагнитной постоянной времени двигателя и определить величины пусковых и тормозного сопротивлений, включаемых в цепь якоря ДПТ с независимым возбуждением;

5. Рассчитать время полного пуска и торможения;

6. Составить релейно-контакторную схему управления приводом, обеспечив защиту двигателя от перегрузки и короткого замыкания. Управляемый пуск двигателя осуществляется в функции, указанной заданием в таблице №1. Дать подробное описание работы схемы пуска и торможения привода.

М

М_С3

М_С2

М_С4

М_С1 М_С1

t₁ t₂ t₃ t₄ t₀ t₁ t

Рис. 1. Нагрузочная диаграмма механизма.

Таблица №1

Величина	Предпоследняя цифра шифра зачётки
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Jм, кг/м2	0,8	0,5	1,5	1,0	1,8	2,5	2,0	2,8	1,2	1,0
ωд, рад/с	150	100	75	150	100	75	150	100	75	150
ωм, рад/с	30	25	25	45	40	30	35	40	30	35
Схема пуска в функции	ω	T	I	ω	I	T	ω	I	T	ω

Примечание: пуск в функции I-тока; Т-времени; ω-скорости.

Таблица №2

Величина	Последняя цифра шифра зачётки
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Мс1, Н·м	250	300	300	350	400	400	350	200	250	350
t1, с	10	15	10	20	25	15	25	20	15	10
Мс2, Н·м	600	650	700	800	750	800	900	600	750	850
t2, с	5	8	5	6	9	6	7	9	8	7
Мс3, Н·м	800	900	950	1000	950	1100	1200	800	850	950
t3, с	2	4	3	2	4	5	4	3	2	3
Мс4, Н·м	200	250	150	300	350	400	200	250	150	300
t4, с	11	12	14	13	15	16	13	14	12	11
t0, с	40	50	60	80	90	50	40	60	70	80

Задача №2

Для механизма с постоянным моментом сопротивления на валу используется замкнутый тиристорный электропривод с двигателем постоянного тока с независимым возбуждением (ТП-ДПТ). Для обеспечения требуемого диапазона регулирования скорости и заданной точности поддержания стабильной угловой частоты вращения вала электрической машины, используется обратная связь по скорости.

Требуется:

1. Построить механические характеристики электропривода без обратной связи при напряжениях на якоре двигателя, равных: 0,25 U_H, 0,5 U_H, 0,75 U_H, U_H. Данные двигателя и тиристорного преобразователя приведены в таблице №1;

2. Рассчитать требуемый коэффициент усиления промежуточного усилителя К_У электропривода ТП-ДПТ с отрицательной обратной связью по скорости, обеспечивающей регулирование угловой частоты вращения вала двигателя в диапазоне D_ЗАМ со статизмом S_ЗАМ% при изменении момента нагрузки от нуля до номинальной величины;

(Показатели качества регулирования приведены в таблице №2)

3. Рассчитать и построить механическую характеристику замкнутого привода с найденными в П.2 К_У для скорости ω_С=35 рад./с при номинальном моменте нагрузки. Рассчитать величину напряжения задания на входе системы управления замкнутого электропривода для получения ω_С=35 рад./с при номинальном моменте нагрузки и определить S%;

4. Составить упрощённую принципиальную схему замкнутого электропривода ТП-ДПТ и дать описание её работы.

Таблица №1

Последняя цифра шифра	Паспортные данные двигателя					Тиристорный преобразователь
	РН, кВт	UH, В	IH, А	ωН,рад/с	RЯ, Ом	RТП, Ом	КТП
0	6,0	110	65,2	78,6	0,12	0,05	18
1	11,0	110	126	104,8	0,075	0,03	10
2	19,0	220	104	104,8	0,153	0,1	9
3	19,0	220	104	78,6	0,156	0,09	12
4	42,0	220	216	104,8	0,045	0,02	11
5	0,2	110	2,85	104,8	6,1	0,05	10
6	1,0	220	5,9	151,7	4,17	0,04	15
7	1,5	220	8,5	151,7	2,45	0,08	12
8	2,2	220	13,0	104,8	2,14	0,1	8
9	6,0	220	33,0	151,7	0,55	0,06	15

Таблица №2

Показатели регулирования	Предпоследняя цифра шрифта
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Диапазон регулирования скорости, DЗАМ	60	50	30	40	80	100	25	45	35	70
Статизм, SЗАМ, %	3%	5%	6%	4%	8%	10%	2%	9%	5%	7%
Статизм, Sраз, %	8%	10%	11%	9%	13%	20%	7%	15%	12%	14%
Коэффециент обратной связи по скорости КОС	0,2	0,1	0,3	0,1	0,2	0,15	0,1	0,2	0,3	0,1

Задача №3

Для управления и защиты АД (таблица 1) выбрать следующие аппараты: автоматический выключатель, предохранитель, магнитный пуска­тель, тепловое реле.

№ по списку в журнале	ЗЭО-22у	ЗЭО-23у	ЗЭО-24у
1	5А225М2	АИР80А6	АИР132М6
2	5А225М4	АИР80В6	AИP132S8
3	5А225М6	АИР80А8	АИР132М8
4	5А225М8	АИР80В8	AИP160S2
5	AИP250S2	AИP90L2	АИР160М2
6	5АМ250М2	АИР90L4	АИР 160S4
7	5AM250S4	AИP90L6	АИР160М4
8	5АМ250М4	AИP90LA8	AИP160S6
9	5AM250S6	AИP90LB8	АИР160М6
10	5АМ250М6	AИP100S2	AИP160S8
11	5AM250S8	АИР100L2	АИР160М8
12	5АМ250М8	AИP100S4	AИP180S2
13	5AM280S2	AИP100L4	АИР180М2
14	5АМ280М2	АИР100L6	AИP180S4
15	5AM280S4	AИP100L8	АИР180М4
16	5АМ280М4	АИР112М2	АИР180М6
17	5AM280S6	АИР112М4	АИР180М8
18	5АМ280М6	АИР112МА6	5А200М2
19	5AM280S8	АИР112МВ6	5A200L2
20	5АМ280М8	АИР112МА8	5А200М4
21	5AM280S10	АИР112МВ8	5A200L4
22	5АМ280М10	АИР132М2	5А200М6
23	AИP315S2	AИP132S4	5A200L6
24	АИР315М2	АИР132М4	5А200М8
25	АИР315S4	AИP132S6	5A200L8

№ варианта определяется по последним цифрам зачетной книжки (задачи №1 и №2) и по списку в журнале (задача №3).

В РГЗ обязательно должен быть указан номер варианта исполнителя, приведены полностью паспортные данные электродвигателя из справочника (Задачи №1 и №3). Правила оформления – файл metrek 2012.doc.